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せいあかさか
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1 画像情報特論 (8) - 放送システム構成プロトコル情報ネットワーク専攻甲藤二郎 katto@waseda.jp システム構成 (1) システム構成 (2) シンプルな構成大規模構成キャプチャ圧縮キャプチャ圧縮放送局 WWW ミラー放送局小規模構成放送局ファイアウォールキャプチャ圧縮 WWW ファイアウォールストリーム CDN (Content Delivery Network) システム構成 (3) プロトコル (1) よくある使い方と専用プロトコルを用いた専用プロトコルを用いた (RTSP, MMS 等 ) クリック方式長所がすべて担当する方式手間がかからない ( 通常のを用意するだけ ) ファイアウォールを超えられる (ポートは外部に開かれている場合が多い ) 専用を用意する方式に適したふくそう Real: SureStream TurboPlay MS: Intelligent Streaming FastStreaming ライブ放送マルチキャストに適している WWW ページ短所に適したふくそうが実行困難 (に依存) ライブ放送に適さないファイアウォールを越えられない場合がある条件インテリジェントなインテリジェントな 1

2 プロトコル (2) プロトコル (3) 専用プロトコルを用いた 2 WWW 2 WWW 3 の起動 3 の起動ストリームファイル 4 ファイル要求 5すべてによるデータ転送ライブ入力ストリームファイルストリーム 4 5 : RTSP / MMS メディア : UDP Multicast... ダウンロードをに見せかけるに最適化 (1) (2) WWW からを起動する仕掛け (12 手順 ) GET sample.ram とレイアウト記述 (1) 分離する場合 *.ram 200 Content-Type: audio/x-pn-realaudio... sample.ram rtsp://rtsp_server/sample.rm RealPlayer rtsp://rtsp_server/sample.smi (*.ram) rtsp://rtsp_server/sample.rm 2 4 ファイル要求 3の起動レイアウト記述 (*.smi) 5レイアウト記述 6ストリーム要求ストリームファイル (*.rm) 7 : Multipurpose Internet Mail Extensions encoding (3) とレイアウト記述 (2) 結合する場合 (4) 関連のと名称ファイル拡張子 rtsp://rtsp_server/sample.rm レイアウト記述 (*.smi) 2 レイアウト記述 ( 兼 ) 3の起動 RealSystem audio/vnd.rn-realmedia application/smil audio/x-pn-realaudio audio/x-pn/realaudio-plugin rm smi smil ram rpm ストリームファイル (*.rm) 4 ストリーム要求 5 Windows Media Technologies video/x-ms-wmv wmv audio/x-ms-wma wma video/x-ms-asf asf asx Apple video/quicktime mov qt が正しく定義されていればどちらの方法を用いてもよい 2

3 (1) ( 複数の ) 圧縮ストリームとデータから構成されるひとつのファイル (2) の使用方法一種の多重化フォーマット (rm ファイル等 ) : ファイル属性ファイル属性 : ストリーム属性 : その他の属性 : 圧縮ストリーム : ストリーム属性その他の属性圧縮ストリームファイルサイズビットレートストリーム数などストリームの種類圧縮アルゴリズムビットレートなど各ストリームの開始位置ランダムアクセス位置などオーディオビデオほか各種メディアの圧縮ストリーム専用プロトコルを用いた : そのまま転送の中身は考慮しない RTP パケット化圧縮ストリーム中の同期ワード探索による再生 1 2 n 1 2 n ストリーム属性を考慮したパケット化 RTP による再生 * スケーラブルなストリームを一つのファイルに多重化 ( 例 : のヒントトラック ) (3) プロトコル階層の具体例専用プロトコルを用いた場合のプロトコル階層 WWW ( 番組案内 ) 名称 RealSystem Media Technologies rm wmv, wma, asf mov, qt 仕様非公開 ( 以前は公開 ) 非公開 ( 以前は公開 ) 公開 (MPEG4) 音声ビデオ N.A. N.A. RTP R RTSP 等 SMIL 等レイアウト記述データ番組案内 *.rm: RealMedia File Format *.asf: Advanced Streaming Format *.mp3, *.mpg 等も一種の RTSP (1) 専用のプロトコルメソッド方向要求条件内容 IETF RTSP DESCRIBE 推奨セッション情報の取得 (SDP 等 ) ANNOUNCE, オプショナル : からのセッション情報の通知 : セッション情報の更新 GET_PARAMETER, オプショナルセッションパラメータの取得 OPTIONS, 必須オプション機能のチェック PAUSE 推奨メディア転送の中断 PLAY 必須メディア転送の開始再開 RECORD オプショナルメディア情報の記録 REDIRECT オプショナルリダイレクション SETUP 必須セッションの初期化 SET_PARAMETER, オプショナルセッションパラメータの設定 RFC 2326: Realtime Streaming Protocol 必須セッションの終了 RFC

4 RTSP (2) セッション開始 RTSP (3) セッションと終了 GET RTSP (SMIL 等 ) DESCRIBE メディア情報 (SDP) SETUP PLAY SDP ( 送信準備完了 ) アドレス / ポートトランスポートプロトコル符号化アルゴリズム使用帯域など PAUSE PLAY VCRコマンド ( 停止 ) ( の停止 ) VCRコマンド ( 再開 ) VCRコマンド : 開始停止再開 ( の再開 ) 早送り早戻しスキップなど ( 送信開始 ) RTP ( セッションの終了 ) RTSP (4) 状態遷移 RTSP (5) 実例方向 RTSP メソッド内容 DESCRIBE rtsp://foo.com/sample RTSP/1.0 セッション情報の要求 Init CSeq: 1 Accept: application/sdp, application/rtsl, application/mheg (SDP 等 ) Ready SETUP PLAY Play RTSP/ CSeq: 1 Content-Type: application/sdp Content-Length: 200 ( 以下は SDP) v=0 o= IN 応答 : 2xx: 成功 3xx: リダイレクション 4xx: エラー PAUSE s=rtsp Session m=video 0 RTP/AVP 31 a=control:rtsp://foo.com/sample RECORD SETUP rtsp://foo.com/sample RTSP/1.0 CSeq: 2 セッション初期化要求 ( トランスポートパラメータ Record Transport: RTP/AVP/UDP;unicast;client_port=6970 RTSP/ CSeq: 2 等 ) 応答 Transport: RTP/AVP/UDP;unicast;client_port=6970;server_port=7200 RTSP (6) 実例 RTSP (7) 実例方向 RTSP メソッド内容 PLAY rtsp://foo.com/sample RTSP/1.0 CSeq: 3 Range: npt=0- RTSP/ CSeq: 3 転送 rtsp://foo.com/sample RTSP/1.0 CSeq: 4 RTSP/ CSeq: 4 メディア転送開始要求応答セッション終了要求応答 Ethereal による RealPlayer のキャプチャ例 4

5 ソフトウェア組織名システム名称 URL リアルネットワークス RealSystem の実際マイクロソフトアップル Windows Media Adobe Flash Video シスコシステムズ /TV NTT SoftwareVision ( 閉鎖?) KDDI QualityMotion 東芝 MobileMotion キャノン View RealSystem (1) RealSystem (2) 目的名称入出力フォーマットプロトコル圧縮放送局個人 RealPlayer キャプチャエンコーダレイアウト記述 RealProducer 各種エディタ ramgen 入力 : ライブ,.avi,.mov 他出力 :.rm (RealVideo, RealAudio) ファイル :.smi :.ram ファイル :.rm,.smi 他ストリーム RealSystem Server : RTSP, PNA* RealProducer RealServer 企業 RealSystem Proxy メディア : RTP, RDT*, UDP,,, Multicast : RTSP, PNA*, メディア : RTP, RDT*, UDP,,, Multicast コンテント保護 Media Commerce Suite 独自 RealProxy 兼キャッシュ RealPlayer RealPlayer 入力 :.rm,.smi,.avi,.mov,.mpg 他 * PNA, RDT はリアルネットワークス社の独自プロトコル RealSystem (3) RealSystem (4) プロトコル階層ふくそう : SureStream RTSP 用 WWW ( 番組案内 ) 音声ビデオデータ.rm Real Audio RTP / RDT Real Video R RTSP SMIL.smi 番組案内.ram *.rm セッション中に適応的にストリーム切り替え廃棄率受信速度等 * フレンドリと同様のメカニズムが適用可能 1 R RTT 3 2 p 複数レートの圧縮ストリームをひとつのファイルに混合詳細は未公開 5

6 RealSystem (5) ふくそう防止 : SMIL の switch タグ RealSystem (6) 用 TurboPlay ( プリフェッチング : 表示開始を速くする ) 1 SMIL 記述 2 ストリームファイル指定対象 : 帯域幅に余裕のある片方向放送条件 : 転送レート << 接続リンク速度推定レート早めに送信してしまうデータ量受信データ再生データ ISDN.rm LAN.rm レート毎に複数の圧縮ストリームを用意セッション開始時に <smil> ストリームを選択 <body> <switch> <ref src="lan.rm" system-bitrate="150000" /> /> <ref src="isdn.rm" system-bitrate="45000" /> /> <ref src="modem56.rm" system-bitrate="32000" /> /> <ref src="modem28.rm" system-bitrate="20000" /> /> </switch> </body> </smil> 0 新プレイアウト遅延プレイアウト遅延の削減時間 Windows Media (1) Windows Media (2) 目的名称入出力フォーマットプロトコル圧縮放送局個人 MediaPlayer キャプチャエンコーダレイアウト記述 Media Encoder 等 Metafile Creator 他各種エディタ入力 : ライブ,.avi,.mov 他出力 :.wmv,.wma (WM Video, WM Audio),.asf :.asx ファイル :.wmv,.wma,.asf 他ストリーム Media Server : MMS*, RTSP (v.9 より ) MediaEncoder MediaServer メディア : RTP, UDP,,, Multicast 企業 Media Service : MMS*, RTSP (v.9 より ) メディア : RTP, UDP,,, Multicast コンテント保護 Media Rights Manager 独自 MediaServer MediaPlayer Media Player 入力 :.wmv,.wma,.asf,.avi,.mpg 他 * MMS はマイクロソフト社の独自プロトコルプロトコル階層 Windows Media (3) メディア圧縮 Windows Media (4) WWW ( 番組案内 ) 独自音声ビデオデータ Intelligent Streaming Fast Streaming.wma.wmv MS Audio RTP? MS Video R MMS ASX.asx 番組案内詳細非公開それぞれ SureStream TurboPlay と同様の効果 ASX: 兼 <ASX version="3"> <Entry> <ref HREF="mms://mms_server/sample.wmv" /> /> </Entry> </ASX> このほかに関係する多数のタグを定義 6

7 (1) (2) 放送局目的名称入出力フォーマットプロトコル圧縮個人キャプチャエンコーダ Pro, Sorenson, Qdesign 他入力 :.mov,.qt 他出力 :.mov,.qt 他各種エディタファイル :.smi :.mov ( 詳細不明 ) ファイル :.mov,.qt,.smi 他 Pro Streaming Server 企業ストリーム Streaming Server : RTSP メディア : RTP, UDP,,, Multicast Player 入力 :.mov,.mpg 他 Proxy (3) プロトコル階層 WWW ( 番組案内 ).mov 音声 Qdesign Audio RTP ビデオ Sorenson Video プレゼンテーション記述 R RTSP SMIL.smi データ番組案内.mov まとめもっとも国際標準方式に忠実な実装の歴史 UC Berkeley: mpegplay, vic/rat/sdr 電話ソフトウェアデコーダ Mbone 実験 1990~ 各社乱立時代 1994~ 三社に収束国際標準化の進展 1997~ RealNetworks: RTSP, SMIL Apple: MPEG4 File Format Microsoft: 独自路線 ( 当時 ) vivo: VDOnet, Vxtreme: wavelet, スケーラブル符号化 Xing: MPEG1 etc, etc SureStream, TurboPlay, PerfectPlay, 新技術の導入 2000~ ネットワークの CDN, P2P, etc 統合融合 2004~ FMC/IMS, TV, 放送通信統合 7

ｽﾗｲﾄﾞﾀｲﾄﾙなし

ｽﾗｲﾄﾞﾀｲﾄﾙなし (10) - (3) IETF RTSP 2002.06.25 E-Mail: katto@katto.comm.waseda.ac.jp (1) & WWW cf. CDN (Content Delivery Network) (2) WWW (3) HTTP WWW (1) (1) HTTP HTTP ( HTTP ) (HTTP ) (SureStream ) (TCP ) HTTP (RTSP,